大家好，我是科技一杆槍。現在互聯網和手機市場的普及和擴展，手機移動支付也變成了大家最常用的工具之一。如今出門已經不需要帶現金了，隻要有一部智能手機，比如蘋果手機、華為手機、小米手機都可以随時随地消費，我們發現在支付時使用的都是二維碼，這個二維碼是有時效性的，過時即廢。

那有的人就擔心，二維碼如何記錄信息的呢？它會不會用光？用光後怎麼辦？下面，我就二維碼的原理和作用進行詳細的講解，然後再幫大家仔細算一算，到底我們每天要用多少個二維碼，又在什麼時候會用光呢。

二維碼其實有很多種，包括Data Matrix、MaxiCode、Aztec、QR Code、PDF417、Vericode、Ultracode、Code 49、Code 16K等，不同的二維碼制式，在不同的領域有着不同的應用。

我們現在常用的二維碼是矩陣QR Code，也就是Quick Response快速響應矩陣圖碼。下面就圍繞QR Code先來說下二維碼是如何産生的，以便我們去計算二維碼的全部數量。

• 二維碼如何記錄信息

二維碼使用黑點和白點在一個平面上組成具有獨立特征的一個正方形圖案，所以它在橫向和縱向上都可以記錄信息。這個看似雜亂無章的“印章”就記載了我們輸入的信息，不同的排列規律就代表着不同的信息。

二維碼的原理也是二進制運算，和計算機内部編碼“0”和“1”的概念一樣，所有的語言都能用0和1來表達出來，二維碼使用與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，我們可以将白色格子看成0，黑色格子看成1，這樣就組成一個橫向和縱向都進行過編碼的二維碼了。

二維碼支持多種編碼格式，下表是各個編碼格式的“編号”，這張表會寫在二維碼的格式信息當中。注：中文是1101。

• 二維碼矩陣代表的含義

根據上面所講的二維碼的産生原理，我們可以簡單的理解二維碼是一個單邊具有一定格數的正方形矩陣。這個矩陣内裡面内包含了很多信息，主要有：功能性數據（如版本信息、格式信息）、

定位圖案（定位标志、定時标志、校正标志），剩下的就是數據碼及容錯碼及靜态區域。

從上面圖中可以看出，一個二維碼包含的信息密度是很大的。

• 二維碼比條形碼的優勢

二維碼的上一代是Bar Code，也就是傳統的條形碼。那相對來說，二維碼火起來的優勢在哪呢？

一是因為條形碼儲存的信息量較少，隻有一個方向來表示信息，而二維碼的數據量比條形碼大得多，在橫向和縱向都可以進行信息表達，而占用面積又比條形碼小很多。

二是條形碼數據容量小，隻能用數字和字母組成，而二維碼可以存儲文字、數值和圖片等信息，編碼範圍廣，所以二維碼的應用領域要廣得多。

三是條形碼局部破損後就沒法再讀取出數據，而二維碼抗破損能力強，更加持久、耐用和可靠。

我們可以把二維碼看成一個L*L的矩陣，L代表這個矩陣的邊長格數，那麼這樣一個矩陣就是有大有小的。根據L值得不同就有不同的矩陣大小，我們稱它為Version（版本）。二維碼一共有40個版本：Version 1是21 x 21的矩陣，Version 2是 25 x 25的矩陣，Version 3是 29 x 29 的矩陣。每增加一個版本，矩陣就會增加4的尺寸，總結公式是：

(V-1)*4 21（V是版本号）

我們可以算出最高Version 40，代入得(40-1)*4 21 = 177，所以最大的二維碼矩陣就是177 x 177 的正方形。

我們平時使用的都是哪個版本呢？還不太一樣，比如微信的個人名片就是37×37的，支付寶的支付二維碼相對來說就小一點，是25×25的。

我們就拿25X25的來計算，到底能組成多少種二維碼呢？因為二維碼有用來定位标志的的固定區域，這部分不能動，我們去除後還剩下478個小格子，那麼在理論上就能夠組成 2^478種不同的二維碼。這是什麼數量級呢？各位數一下看看，沒法數對不對。

這還僅僅是25X25的Version 2的二維碼數量，而目前的二維碼共有40個版本，最高的版本矩陣達到了177X177，那二維碼數量簡直是天文數字。

但可能還是有朋友對上面的數字級别沒有概念，還想追問這麼多二維碼到底夠不夠用？那我們首先要知道哪些場景需要消耗二維碼，這樣才能測算我們每天消耗二維碼的數量。

我總結了大緻有以下幾類應用場景：

1. 手機付款碼。這是消耗二維碼最多的地方，是一個動态的二維碼，有一定的時效性，過期就失效，需要刷新生成新的二維碼。

2. 信息獲取。這一類是指掃碼進入目标網址，包括跳轉到微博鍊接、淘寶商品頁、推送的廣告、優惠券等其他網址。

3. 名片管理。這是一些用戶注冊的賬号，生成的專屬二維碼，很多是不變的靜态碼，比如商家收款碼，支付寶名片，其它平台的會員名片等。

4. 二維驗證碼。這是指我們登錄一些平台時需要用手機掃描頁面二維碼，再在手機上确認登錄的操作。

我們日常使用的很多二維碼的應用場景都可以歸類到上面4種。

再來看我們消耗二維碼的速度大概是什麼水平，由于靜态的二維碼不會變化，占比不多，我們主要分析動态使用的二維碼數量。

• 中國網民消耗二維碼數量

拿我們中國來說，中國的網民數量大概是8.5億人，而使用移動支付的人數大約占全部網民的8/10，也就是8.5X0.8=6.8億人。我們每個人每天消耗幾個二維碼呢？比如我每天至少一個，偶爾會出現一天四五次的支付情況，那麼平均下來每天就算2個。如果以我作為平均數，那僅中國每天就要消耗二維碼6.8X3=20.4億個。

• 全球網民消耗二維碼數量

全球人口共78億，全球網民數量約44億，其中亞洲網民的數量占了全球将近一半。考慮到國外的移動支付并沒有中國這麼普及，我們再取一個弱化系數0.7，則國外使用二維碼支付的人數為（44-8.5）X0.7=24.85億人，那麼全球每天總共消耗的二維碼數量為：（24.85 6.8）X2=63.3億個。由此可見，我們人類每天消耗的二維碼數量也是非常巨大的數字，超過63億。

• 假設一個消耗量上限

算到這裡我覺得數量級還不夠，我們假設一個存在使用上限的情況：全球78億人，人人都用二維碼支付，每天消耗10個，那麼全球每天總共消耗的二維碼數量為：78X10=780億個。當然，這是很誇張的數值了。

算了這麼多，到底是什麼概念呢？在進行最後一步計算前，先來反算達到一億的數值需要2的多少次方，根據對數公式：

log2(100000000)=8/lg2≈26.6

所以，2的27次方就會超過1億。

那麼我們以全球每天消耗780億個來算，不會超過2的37次方，而目前40個版本的二維碼數量為2^（177X177）=2^31329，可以使用：（2^31329）/（2^37）=2^31292天，這是多少天呢？我們換算成年：2^31292/365=2^31273年。

根據科學家的推測宇宙剩餘壽命最少 1400 億年，即使假設地球上的人每秒用一個二維碼，70 多億人也需要 3×10^126 年，可以說是用到宇宙毀滅也用不完。由此可見，當前二維碼數量雖然是有限的，但是是用不完的。

總結就是，二維碼數量可以計算出來，但是用不完；再者，現在的40個版本也是可以擴容的，那麼至于未來的支付方式誰能說得準會變成什麼樣子呢。所以說，我們絲毫不要有這種擔憂，放心的去用，去享受生活的便利吧。